CN120521707A - 轴承测振机及轴承装配装置 - Google Patents

Abstract

本公开涉及轴承装配技术领域，尤其涉及一种轴承测振机及轴承装配装置。本公开提供的轴承测振机包括机架、第一驱动机构、轴承夹紧机构、轴向定位机构、第二驱动机构和传感器；第一驱动机构包括第一气缸，第一导轨和第一滑块，第一气缸的伸缩端与第一滑块连接；轴承夹紧机构设置于第一滑块；轴向定位机构包括第二气缸，第二气缸的缸体与第一滑块连接，第二气缸的伸缩端与待测轴承的外圈对应；第二驱动机构用于驱动待测轴承的内轴旋转；传感器与待测轴承的外圈对应设置。本公开实施例提供的轴承测振机实现了轴承振动检测的高精度、自动化和通用性，尤其适用于工业级轴承的批量生产检测和性能评估。

Description

轴承测振机及轴承装配装置

技术领域

本公开涉及轴承装配技术领域，尤其涉及一种轴承测振机及轴承装配装置。

背景技术

轴承制造及应用场景中，轴承振动性能是衡量其质量与可靠性的核心指标之一。无论是工业机械、汽车动力系统，还是航空航天等高端装备，轴承振动过大易引发设备噪音、加剧部件磨损，甚至导致系统故障停机，造成巨大经济损失。

传统轴承振动检测多依赖人工手动操作与简易检测设备，人工装夹轴承效率低、一致性差，难以保证测试条件的标准化，不同操作人员、不同装夹状态下，检测数据波动大，无法精准反映轴承真实振动特性。

发明内容

本公开提供了一种轴承测振机及轴承装配装置，以至少解决现有技术中存在的以上技术问题。

本公开第一方面提供了一种轴承测振机，包括：

机架，包括底座；

第一驱动机构，包括第一气缸，第一导轨和第一滑块，所述第一导轨沿第一方向X延伸，所述第一滑块与所述第一导轨滑动配合，所述第一导轨设置于所述底座，所述第一气缸的缸体与所述第一导轨连接，所述第一气缸的伸缩端与所述第一滑块连接；

轴承夹紧机构，设置于所述第一滑块，用于在待测轴承的径向上夹紧所述待测轴承的外圈；

轴向定位机构，包括第二气缸，所述第二气缸的缸体与所述第一滑块连接，所述第二气缸的伸缩端与所述待测轴承的外圈对应，以使所述第二气缸的伸缩端伸出时在所述待测轴承的轴向上对所述待测轴承的外圈施加压力；

第二驱动机构，用于驱动所述待测轴承的内轴旋转；

传感器，与所述待测轴承的外圈对应设置。

进一步的，所述第二驱动机构包括第一驱动电机，所述第一驱动电机的转动轴连接有固定块，所述固定块的轴心设有安装孔，所述安装孔用于与所述待测轴承的连接。

进一步的，所述第二气缸的伸缩端连接有套筒，所述套筒用于对所述待测轴承的外圈施加轴向作用力。

进一步的，轴向定位机构包括第二导轨和第二滑块，所述第二导轨沿第一方向X延伸，所述第二滑块与所述第二导轨滑动配合，所述第二导轨设置于所述第一滑块，所述第二气缸的伸缩端与所述第二滑块连接，所述第二滑块连接所述套筒。

进一步的，所述轴承夹紧机构包括第三气缸和第四气缸，所述第三气缸的缸体设置于所述第一滑块，所述第三气缸的伸缩端连接有第一夹板，所述第四气缸的缸体设置于所述第一滑块，所述第四气缸的伸缩端连接有第二夹板；

所述第三气缸和所述第四气缸分别驱动所述第一夹板和所述第二夹板，以使所述第一夹板和所述第二夹板朝向相互靠近或远离的方向移动。

进一步的，所述第一夹板包括朝向所述第二夹板的第一弧形面，所述第二夹板包括朝向所述第一夹板的第二弧形面，所述第一夹板和所述第二夹板之间形成检测工位。

进一步的，还包括搬运机构，所述搬运机构包括第三驱动机构，所述第三驱动机构设置于所述机架，所述第三驱动机构的驱动端与移动板连接，用于驱动所述移动板沿第二方向Y移动；

所述移动板上设有多个纵向移动机构，多个所述纵向移动机构沿所述第二方向Y间隔设置，所述纵向移动机构的移动端设有夹爪组件。

进一步的，所述纵向移动机构包括第五气缸和第六气缸，所述第五气缸的缸体与所述移动板连接，所述第五气缸的活塞杆与所述第六气缸连接；

所述第六气缸用于驱动所述夹爪组件的张开或闭合，以抓取所述待测轴承。

进一步的，所述第三驱动机构包括第二驱动电机、螺杆、螺母和滑轨，所述第二驱动电机的输出端与所述螺杆连接，所述螺母与所述螺杆螺纹配合，所述滑轨沿所述螺杆的轴向延伸，所述螺母与所述滑轨滑动配合，所述移动板与所述螺母固定连接。

本公开第二方面提供了一种轴承装配装置，包括第一方面所述的轴承测振机。

本公开实施例提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：

本公开实施例提供的轴承测振机包括机架、第一驱动机构、轴承夹紧机构、轴向定位机构、第二驱动机构和传感器机架包括底座；第一驱动机包括第一气缸，第一导轨和第一滑块，所述第一导轨沿第一方向X延伸，第一方向X可以为轴承测振机的宽度方向，所述第一滑块与所述第一导轨滑动配合，所述第一导轨设置于所述底座，所述第一气缸的缸体与所述第一导轨连接，所述第一气缸的伸缩端与所述第一滑块连接，第一气缸可以推动第一滑块朝向靠近第二驱动机构的方向移动，以使待测轴承可以移动至位于传感器侧且可由第二驱动机构驱动的位置。轴承夹紧机构设置于所述第一滑块，用于在待测轴承的径向上夹紧所述待测轴承的外圈，轴承夹紧机构夹紧待测轴承后，第一气缸推动第一滑块沿X方向移动，将轴承对准第二驱动机构。轴承夹紧机构从径向抱紧轴承外圈，确保外圈固定。轴向定位机构包括第二气缸，所述第二气缸的缸体与所述第一滑块连接，所述第二气缸的伸缩端与所述待测轴承的外圈对应，以使所述第二气缸的伸缩端伸出时在所述待测轴承的轴向上对所述待测轴承的外圈施加压力；第二气缸的伸缩端伸出，沿待测轴承轴向施加压力，使轴承外圈在轴向方向上固定，防止测试过程中窜动。第二驱动机构用于驱动所述待测轴承的内轴旋转；传感器与所述待测轴承的外圈对应设置。第二驱动机构（驱动轴承内圈以设定转速旋转，模拟轴承实际工作状态。传感器接触轴承外圈表面，拾取因内圈旋转产生的振动信号。信号经处理后，通过频谱分析、时域分析等方法评估轴承的振动特性，判断轴承是否存在缺陷。本公开实施例提供的轴承测振机实现了轴承振动检测的高精度、自动化和通用性，尤其适用于工业级轴承的批量生产检测和性能评估。

应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本公开的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本公开的范围。本公开的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

附图说明

通过参考附图阅读下文的详细描述，本公开示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本公开的若干实施方式，其中：

在附图中，相同或对应的标号表示相同或对应的部分。

图1示出了本公开实施例提供的轴承测振机的结构示意图一；

图2示出了本公开实施例提供的轴承测振机的结构示意图二；

图3示出了本公开实施例提供的轴承测振机的结构示意图三。

图中标号说明：1、机架；11、底座；21、第一气缸；22、第一导轨；23、第一滑块；31、第一驱动电机；32、转动轴；33、固定块；331、安装孔；41、第二气缸；42、第二导轨；43、第二滑块；44、套筒；51、第三气缸；511、第一夹板；52、第四气缸；521、第二夹板；62、螺杆；63、螺母；64、滑轨；65、移动板；71、第五气缸；72、第六气缸；73、夹爪组件；8、待测轴承；9、传感器。

具体实施方式

为使本公开的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而非全部实施例。基于本公开中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

结合图1、图2和图3所示，本公开实施例提供的轴承测振机包括机架1、第一驱动机构、轴承夹紧机构、轴向定位机构、第二驱动机构和传感器9机架1包括底座11；第一驱动机包括第一气缸21，第一导轨22和第一滑块23，第一导轨22沿第一方向X延伸，第一方向X可以为轴承测振机的宽度方向，第一滑块23与第一导轨22滑动配合，第一导轨22设置于底座11，第一气缸21的缸体与第一导轨22连接，第一气缸21的伸缩端与第一滑块23连接，第一气缸21可以推动第一滑块23朝向靠近第二驱动机构的方向移动，以使待测轴承8可以移动至位于传感器9侧且可由第二驱动机构驱动的位置。

轴承夹紧机构设置于第一滑块23，用于在待测轴承8的径向上夹紧待测轴承8的外圈，轴承夹紧机构夹紧待测轴承8后，第一气缸21推动第一滑块23沿X方向移动，将轴承对准第二驱动机构。轴承夹紧机构（如气动卡爪）从径向抱紧轴承外圈，确保外圈固定。

轴向定位机构包括第二气缸41，第二气缸41的缸体与第一滑块23连接，第二气缸41的伸缩端与待测轴承8的外圈对应，以使第二气缸41的伸缩端伸出时在待测轴承8的轴向上对待测轴承8的外圈施加压力；第二气缸41的伸缩端伸出，沿待测轴承8轴向施加压力，使轴承外圈在轴向方向上固定，防止测试过程中窜动。

第二驱动机构用于驱动待测轴承8的内轴旋转；传感器9与待测轴承8的外圈对应设置。第二驱动机构（如电机+传动系统）驱动轴承内圈以设定转速旋转，模拟轴承实际工作状态。

传感器9接触轴承外圈表面，拾取因内圈旋转产生的振动信号。信号经处理后，通过频谱分析、时域分析等方法评估轴承的振动特性，判断轴承是否存在缺陷。

测试完成后，第二气缸41回缩，第一气缸21回缩，轴承夹紧机构松开，可以更换下一个待测轴承8。

本公开实施例提供的轴承测振机实现了轴承振动检测的高精度、自动化和通用性，尤其适用于工业级轴承的批量生产检测和性能评估。

在一些具体的实施方式中，第二驱动机构包括第一驱动电机31，第一驱动电机31的转动轴32连接有固定块33，固定块33的轴心设有安装孔331，安装孔331用于与待测轴承的连接。安装孔331可嵌入轴承内轴（或适配连接轴），通过安装孔331与轴承内轴的形状、尺寸适配（如圆形孔匹配圆柱轴、花键孔匹配花键轴），确保轴承内轴与驱动电机转动轴32同轴度，减少因偏心带来的额外振动干扰，让内轴旋转更稳定。

第二驱动机构的固定块33位置，与第一驱动机构X向移动、轴向定位机构（第二气缸41）的轴向施压协同：第一气缸21推动轴承到位后，固定块33安装孔331需精准对接轴承内轴，第二气缸41轴向施压、轴承夹紧机构径向抱紧，可以减少测试过程中轴承的微位移，保障检测精度。

固定块33安装孔331可设计为“标准化接口”（如兼容多规格轴承内轴的适配尺寸），配合第一驱动机构的X向移动、轴承夹紧机构的径向抱紧，可快速切换不同型号轴承：只需更换适配的固定块33/调整安装孔331适配件，即可完成产线换型。

在一些具体的实施方式中，第二气缸41的伸缩端连接有套筒44，套筒44用于对待测轴承的外圈施加轴向作用力。套筒44的环形端面与轴承外圈端面全面接触（而非点接触或线接触），能将第二气缸41的推力均匀分布在外圈端面上。均匀的轴向力使轴承外圈在测试过程中无倾斜或翘曲风险，降低因安装应力导致的额外振动，确保传感器9拾取的信号仅反映轴承内部缺陷。

在一些具体的实施方式中，轴向定位机构包括第二导轨42和第二滑块43，第二导轨42沿第一方向X延伸，第二滑块43与第二导轨42滑动配合，提升了轴向施压的精度、稳定性及系统刚性。第二导轨42设置于第一滑块23，第二气缸41的伸缩端与第二滑块43连接，第二滑块43连接套筒44。第二导轨42沿X方向的高精度加工与第二滑块43的配合，使套筒44在轴向移动时严格沿直线轨迹运动，确保套筒44端面与轴承外圈完全平行。这避免了因气缸直接驱动可能产生的“偏斜”问题，使轴向力均匀作用于轴承外圈整个端面。

在一些具体的实施方式中，轴承夹紧机构包括第三气缸51和第四气缸52，第三气缸51的缸体设置于第一滑块23，第三气缸51的伸缩端连接有第一夹板511，第四气缸52的缸体设置于第一滑块23，第四气缸52的伸缩端连接有第二夹板521；第三气缸51和第四气缸52分别驱动第一夹板511和第二夹板521，以使第一夹板511和第二夹板521朝向相互靠近或远离的方向移动。第一夹板511和第二夹板521可以采用上气缸分别驱动，也可以采用单气缸驱动。第三气缸51和第四气缸52分别控制第一夹板511和第二夹板521，可实现夹板的独立运动与差异化夹紧力，提升了轴承夹紧的灵活性、稳定性及适用性。

在一些具体的实施方式中，第一夹板511包括朝向第二夹板521的第一弧形面，第二夹板521包括朝向第一夹板511的第二弧形面，第一夹板511和第二夹板521之间形成检测工位。第一弧形面与第二弧形面的曲率半径与轴承外圈外圆面匹配，可以形成线接触或面接触的夹紧状态，可以提升轴承定位精度与检测可靠性。

在一些具体的实施方式中，还包括搬运机构，搬运机构包括第三驱动机构，第三驱动机构设置于机架1，第三驱动机构的驱动端与移动板65连接，用于驱动移动板65沿第二方向Y移动，第二方向Y可以为轴承测振机的长度方向；移动板65上设有多个纵向移动机构，多个纵向移动机构沿第二方向Y间隔设置，纵向移动机构的移动端设有夹爪组件73。

第三驱动机构（如伺服电机+同步带/丝杠）驱动移动板65沿Y方向快速移动，使多个夹爪组件73可依次访问不同功能区（如上料位、检测位、下料位、不良品区）。例如，第二方向Y轴行程内，可布置4个检测工位，实现“上料→检测1→检测2→下料”的流水作业，可以提高检测效率。

多个纵向移动机构（如气缸或电缸）沿Y方向间隔分布，可同时执行不同操作。如前端夹爪抓组件取检测完成后的轴承时，后端夹爪组件73可以抓取新的待测轴承8；第三驱动机构驱动移动板65沿Y方向移动后，前端夹爪抓组件将检测完的轴承放置下料工位的同时，后端夹爪组件73可以将新的待测轴承8放至检测工位。

搬运机构通过PLC或工控机与轴承夹紧机构、轴向定位机构等实现同步控制。

在一些具体的实施方式中，纵向移动机构包括第五气缸71和第六气缸72，第五气缸71的缸体与移动板65连接，第五气缸71的活塞杆与第六气缸72连接；第六气缸72用于驱动夹爪组件73的张开或闭合，以抓取待测轴承。通过气缸的伸缩实现夹爪组件73的Z向（垂直方向）升降。例如，当需要抓取轴承时，第五气缸71伸出，带动夹爪下降至轴承上方；抓取完成后，第五气缸71缩回，夹爪上升至安全高度。第六气缸72直接驱动夹爪组件73的张开或闭合，实现轴承抓取。例如，气缸进气时夹爪闭合夹紧轴承，排气时夹爪张开释放轴承。

夹爪组件73可以为由第六气缸72驱动的两个夹臂组成，夹臂内侧通常设计为V型槽或弧形面，与轴承外圈外圆匹配。

在一些具体的实施方式中，第三驱动机构包括第二驱动电机、螺杆62、螺母63和滑轨64，第二驱动电机的输出端与螺杆62连接，螺母63与螺杆62螺纹配合，滑轨64沿螺杆62的轴向延伸，螺母63与滑轨64滑动配合，移动板65与螺母63固定连接。第三驱动机构采用“第二驱动电机+螺杆62+螺母63+滑轨64”的传动方案，通过精密机械传动与刚性导向的结合，实现了移动板65沿Y方向的高精度、高稳定性运动，可以实现搬运机构在Y方向的高精度运动与可靠负载。

本公开实施例提供的轴承装配装置包括本公开实施例提供的轴承测振机。由于本公开实施例提供的轴承装配装置与本公开实施例提供的轴承测振机具有相同的优势，在此不再赘述。

应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发明公开中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本实施例公开的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或隐含地包括至少一个该特征。在本公开的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

以上，仅为本公开的具体实施方式，但本公开的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此，本公开的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种轴承测振机，其特征在于，包括：

机架(1)，包括底座(11)；

第一驱动机构，包括第一气缸(21)，第一导轨(22)和第一滑块(23)，所述第一导轨(22)沿第一方向延伸，所述第一滑块(23)与所述第一导轨(22)滑动配合，所述第一导轨(22)设置于所述底座(11)，所述第一气缸(21)的缸体与所述第一导轨(22)连接，所述第一气缸(21)的伸缩端与所述第一滑块(23)连接；

轴承夹紧机构，设置于所述第一滑块(23)，用于在待测轴承(8)的径向上夹紧所述待测轴承(8)的外圈；

轴向定位机构，包括第二气缸(41)，所述第二气缸(41)的缸体与所述第一滑块(23)连接，所述第二气缸(41)的伸缩端与所述待测轴承(8)的外圈对应，以使所述第二气缸(41)的伸缩端伸出时在所述待测轴承(8)的轴向上对所述待测轴承(8)的外圈施加压力；

第二驱动机构，用于驱动所述待测轴承(8)的内轴旋转；

传感器(9)，与所述待测轴承(8)的外圈对应设置。

2.根据权利要求1所述的轴承测振机，其特征在于，所述第二驱动机构包括第一驱动电机(31)，所述第一驱动电机(31)的转动轴(32)连接有固定块(33)，所述固定块(33)的轴心设有安装孔(331)，所述安装孔(331)用于与所述待测轴承的连接。

3.根据权利要求1所述的轴承测振机，其特征在于，所述第二气缸(41)的伸缩端连接有套筒(44)，所述套筒(44)用于对所述待测轴承的外圈施加轴向作用力。

4.根据权利要求3所述的轴承测振机，其特征在于，轴向定位机构包括第二导轨(42)和第二滑块(43)，所述第二导轨(42)沿第一方向延伸，所述第二滑块(43)与所述第二导轨(42)滑动配合，所述第二导轨(42)设置于所述第一滑块(23)，所述第二气缸(41)的伸缩端与所述第二滑块(43)连接，所述第二滑块(43)连接所述套筒(44)。

5.根据权利要求1所述的轴承测振机，其特征在于，所述轴承夹紧机构包括第三气缸(51)和第四气缸，所述第三气缸(51)的缸体设置于所述第一滑块(23)，所述第三气缸(51)的伸缩端连接有第一夹板(511)，所述第四气缸的缸体设置于所述第一滑块(23)，所述第四气缸的伸缩端连接有第二夹板(521)；

所述第三气缸(51)和所述第四气缸分别驱动所述第一夹板(511)和所述第二夹板(521)，以使所述第一夹板(511)和所述第二夹板(521)朝向相互靠近或远离的方向移动。

6.根据权利要求5所述的轴承测振机，其特征在于，所述第一夹板(511)包括朝向所述第二夹板(521)的第一弧形面，所述第二夹板(521)包括朝向所述第一夹板(511)的第二弧形面，所述第一夹板(511)和所述第二夹板(521)之间形成检测工位。

7.根据权利要求1所述的轴承测振机，其特征在于，还包括搬运机构，所述搬运机构包括第三驱动机构，所述第三驱动机构设置于所述机架(1)，所述第三驱动机构的驱动端与移动板(65)连接，用于驱动所述移动板(65)沿第二方向移动；

所述移动板(65)上设有多个纵向移动机构，多个所述纵向移动机构沿所述第二方向间隔设置，所述纵向移动机构的移动端设有夹爪组件(73)。

8.根据权利要求7所述的轴承测振机，其特征在于，所述纵向移动机构包括第五气缸(71)和第六气缸(72)，所述第五气缸(71)的缸体与所述移动板(65)连接，所述第五气缸(71)的活塞杆与所述第六气缸(72)连接；

所述第六气缸(72)用于驱动所述夹爪组件(73)的张开或闭合，以抓取所述待测轴承。

9.根据权利要求7所述的轴承测振机，其特征在于，所述第三驱动机构包括第二驱动电机、螺杆(62)、螺母(63)和滑轨(64)，所述第二驱动电机的输出端与所述螺杆(62)连接，所述螺母(63)与所述螺杆(62)螺纹配合，所述滑轨(64)沿所述螺杆(62)的轴向延伸，所述螺母(63)与所述滑轨(64)滑动配合，所述移动板(65)与所述螺母(63)固定连接。

10.一种轴承装配装置，其特征在于，包括权利要求1至9任一项所述的轴承测振机。